Mă întrebi care ar trebui să fie viteza aerului în conductă, eu voi răspunde – de la 0,3 la 30,0 m/sValoarea depinde de tipul de ventilație, componente și factorii operaționali.
În acest articol, voi discuta impactul secțiunii transversale a conductei asupra debitelor de aer. Voi explora sistemele de ventilație naturală și mecanică pentru clădiri rezidențiale, publice și industriale. De asemenea, voi răspunde la întrebări frecvente.
- Influența secțiunii transversale a conductei asupra vitezei aerului
- Conducte de aer dreptunghiulare
- Conducte de aer circulare
- Conducte de aer cu inducție naturală și mecanică
- Conducte de ventilație naturală
- Conducte de ventilație mecanică
- Conducte de aer pentru clădiri cu diverse scopuri
- Clădiri rezidențiale și publice
- Depozite și producție
- Sisteme și aspirații locale
- Ventilație de fum
- Cum se leagă viteza de performanța ventilației?
- Răspunsuri la întrebări frecvente
- Materiale video
Influența secțiunii transversale a conductei asupra vitezei aerului
Dimensiunea și forma conductei afectează viteza fluxului de aer în sistemele de ventilație. Acești parametri ai conductei de ventilație sunt adesea denumiți colectiv secțiunea lor transversală.
Inginerii care dezvoltă un proiect de ventilație analizează mai întâi amplasarea cablajului intern în spațiul clădirii și calculează lungimea fiecărei secțiuni.
Lungimea conductelor și numărul de coturi cu diferențe de diametru afectează fluxul de aer în conducta rețelei de utilități. Cu ajutorul unei diagrame și a debitelor specificate pentru fiecare secțiune, inginerii determină secțiunea transversală a conductei.
Conductele de ventilație sunt fitinguri de formă rotundă și dreptunghiulară. Tabla galvanizată este un material utilizat în mod obișnuit. Producătorii produc și conducte din oțel inoxidabil și plastic.
În clădirile înalte mai vechi, conductele comune pentru utilități sunt realizate din cărămidă, blocuri de beton, ipsos și zidărie. Conductele de cauciuc sunt utilizate în aplicații specifice.
Utilizarea diferitelor materiale permite adaptarea conductelor de ventilație la condițiile de funcționare. O țeavă de plastic care pornește de la hota de bucătărie este plăcută din punct de vedere estetic.
Canalele metalice sunt potrivite pentru zone cu sarcini mecanice operaționale și externe mari.
Plasticul, oțelul galvanizat, oțelul inoxidabil și alte materiale au fiecare propriul grad de rugozitate a suprafeței. Acest grad afectează viteza de mișcare a aerului.
Inginerii iau în considerare rugozitatea pereților interni ai conductei de ventilație. Datele tabelare pentru calcule sunt disponibile gratuit.
| Materialul conductei de aer | Coeficient de rugozitate (K, mm) |
| Metal | 0,1 |
| Plastic, vinil | 0,1 |
| Gips de zgură | 1 |
| Beton de zgură | 1,5 |
| Zidărie din cărămidă fără tencuială | 5-10 |
| Zidărie cu tencuială | 3-6 |
| Tencuială aplicată pe plasă | 10 |
| Cauciuc | 0,006-0,01 |
Conducte de aer dreptunghiulare
Conductele dreptunghiulare sunt proiectate pentru aplicații specifice. Utilizarea lor limitată se datorează a doi factori:
- Canalul dreptunghiular are caracteristici aerodinamice scăzute.
- Comparativ cu o țeavă rotundă, o conductă dreptunghiulară este mai dificil și mai scump de fabricat.
O cutie dreptunghiulară poate rezista la o presiune mai mică decât o țeavă rotundă. Avantajul este că pereții plati permit ca conductele să fie dirijate sub căptușeala tavanului sau în interiorul puțurilor de ventilație înguste.
Dimensiunea standard a pieselor profilate este reglementată GOST R 70349-2022La proiectarea sistemelor de ventilație care utilizează conducte dreptunghiulare cu secțiuni transversale nestandardizate, raportul de aspect al conductelor de aer nu trebuie să depășească 1:4. Pentru sistemele de ventilație naturală, raportul de aspect al conductelor dreptunghiulare este limitat la 1:2.
La proiectarea ventilației, inginerii determină viteza admisă a aerului pe baza următorilor factori:
- nivelul admisibil al zgomotului aerodinamic conform SP 51.13330.2011;
- indicator admisibil al pierderii de presiune de funcționare în rețeaua de ventilație.
Viteza aerului într-o conductă dreptunghiulară se calculează folosind formula: V = L x 1.000.000 / (3600 x l x Î).
Sub semnificația L. înlocuiți debitul de aer specificat de proiect pentru o anumită zonă, măsurat în m²3/oră. Valoare W, H – lățimea și înălțimea pereților unui canal dreptunghiular (mm).
Conducte de aer circulare
Conductele de aer rotunde sunt mai mari decât cele dreptunghiulare, ceea ce face instalarea mai dificilă. Sistemul utilitar ocupă mai mult spațiu, dar oferă performanțe aerodinamice îmbunătățite.
Nivelul de zgomot al fluxului de aer este mai mic în comparație cu o conductă dreptunghiulară. O conductă rotundă poate rezista la o presiune internă mai mare și la sarcini mecanice externe mai mari decât o conductă dreptunghiulară.
Tehnologia conductelor cilindrice este mai puțin costisitoare de fabricat. Țevile sunt mai ușor de instalat prin atașarea lor la structurile clădirilor. Aceste avantaje operaționale au făcut ca componentele de formă rotundă să fie populare pentru sistemele de ventilație.
Când se fac calcule de ventilație pentru conducte dreptunghiulare, dar este permisă utilizarea țevilor rotunde, se utilizează termenul diametrului echivalent.
Interschimbabilitatea conductelor de aer de diferite forme și diametre este determinată de: D = 2AB/(A + B)Valorile lui A și B reprezintă laturile unei cutii dreptunghiulare (lățime și înălțime).
Pentru o conductă dreptunghiulară, echivalentul se referă la diametrul nominal al conductei de aer unde pierderile de presiune de funcționare datorate frecării sunt egale. Pentru a evita calculele complexe de interschimbabilitate, în practică, conductele circulare sunt preferate la dezvoltarea unor proiecte de ventilație.
Parametrii aerodinamici ai rețelelor de utilități sunt calculați cu ajutorul unui software specializat, utilizând date tabelare din cărți de referință. Calculele presiunii dinamice se bazează pe diagrame cu o marjă de eroare de 3-5%.
Formula matematică pentru viteza aerului într-o conductă circulară este următoarea: V = L x 4 x 1.000.000 / (3.600 x 3,14 x d)2).
Valoarea L este debitul de aer specificat de proiect pentru o secțiune a conductei, măsurat în m²3/oră. Valoarea d se referă la diametrul interior al țevii.
Conducte de aer cu inducție naturală și mecanică
Rețelele de ventilație au viteze de curgere a aerului cuprinse între 0,3 și 30,0 m/s. Aerul este transportat mecanic sau natural. Standardele de ventilație au fost elaborate pe baza spațiului specific, a zonei și a numărului de ocupanți.
Documentele de reglementare nu oferă cifre precise pentru menținerea vitezei recomandate a rețelei de ventilație.
Parametrul este determinat de ingineri în timpul dezvoltării proiectului și depinde de:
- categorii de structuri arhitecturale;
- scopul preconizat al clădirii și al spațiilor separate;
- secțiunea transversală și materialul conductelor de ventilație;
- prezența izolației conductelor de ventilație;
- numărul de elemente modelate;
- prezența, cantitatea unităților de reglare și accelerație.
Se iau în considerare factorii secundari specifici obiectului de ventilație.
Conducte de ventilație naturală
Sistemele de ventilație naturală deplasează curenții de aer conform legilor fizicii, fără utilizarea ventilatoarelor. Circulația este creată de diferențele de temperatură și presiune.
Aerul cald din interiorul camerei este direcționat în sus și evacuat prin conducta de evacuare spre exterior. Aerul rece intră în cameră printr-o gură de admisie situată în partea inferioară a peretelui.
Conductele de aer ventilate natural erau instalate anterior în clădirile mai vechi de apartamente. Acum sunt utilizate în locuințe private și în încăperi de utilități.
Viteza de mișcare a aerului depinde mai mult de factorii naturali decât de influența umană. Pe vreme fără vânt, curentul de aer poate fi absent sau inversat.
Nu au fost elaborate documente de reglementare. Există cărți de referință care oferă recomandări pentru standardele de viteză a aerului în conductele aspirate natural:
- Rețelele eoliene cu deflector și o presiune de 5-6 Pa au o viteză cuprinsă între 1-1,5 m/s.
- Rețele gravitaționale la diferențe de temperatură 5OC și o presiune de 3-4 Pa au un interval de viteză de 0,5-1,5 m/s.
În interiorul puțurilor de evacuare a aerului din clădirile comune cu 4-12 etaje, la o presiune de 6 Pa, viteza naturală a aerului în conductă atinge 2 m/s. Intervalele de viteză pentru alte secțiuni de ventilație sunt prezentate în tabel.
| Unitate de ventilație | Debit recomandat (m/s) |
| Grile de ventilație | 0,3-0,6 |
| Conducte de aer verticale | 0,5-1 |
| Canale de colectare orizontale | 0,6-0,8 |
| Hote | 1-1,5 |
Cărțile de referință nu conțin recomandări privind debitele de aer pentru clădiri înalte cu mai mult de 12 niveluri și o diferență de temperatură de 6OC. Inginerii calculează indicatorul individual folosind o schemă extinsă.
Conducte de ventilație mecanică
Un sistem utilitar în care aerul este mișcat de forța ventilatoarelor se numește forțat sau mecanic. Viteza fluxului de aer depinde de puterea motorului și de secțiunea transversală a conductelor de aer. Mediul înconjurător are un efect redus asupra intensității mișcării mecanice a aerului.
Rețelele de utilități sunt la mare căutare pentru clădiri rezidențiale noi cu mai multe unități și locuințe private. Ventilația mecanică este concepută pentru întreprinderi, clădiri publice și ferme agricole.
- Inginerii utilizează metoda vitezei admisibile în etapa de proiectare a ventilației. Viteza optimă este utilizată ca bază. Pentru a determina parametrul de funcționare, secțiunea transversală a conductei și căderea de presiune sunt determinate pentru fiecare secțiune a rețelei.
- Metoda presiunii dinamice este utilizată în etapa de proiectare sau în timpul studiului de fezabilitate al unei rețele de ventilație. Se bazează pe pierderea de presiune pe metru liniar al secțiunii sistemului. După determinarea debitului de aer optim, se calculează secțiunea transversală a conductei.
Dintre cele două metode de determinare a vitezei aerului, metoda simplă a presiunii dinamice este considerată aproximativă.
Conducte de aer pentru clădiri cu diverse scopuri
Scopul propus al unei structuri arhitecturale nu este definit de denumirea sa generală. O clădire rezidențială este considerată o clădire privată sau cu mai multe apartamente.
O clădire publică poate include un birou, un magazin sau o bibliotecă. Inginerii proiectează sisteme de ventilație pentru fiecare clădire în funcție de scopul său specific.
Clădiri rezidențiale și publice
Nivelul de zgomot aerodinamic este proporțional cu viteza aerului în conducte. Nivelul de putere sonoră se calculează folosind formula: Lw = 10 + 50 log (v) + 10 log (A). Valoarea lui v este viteza aerului (m/s). Valoarea lui A este aria secțiunii transversale a conductei de ventilație.
Sarcina inginerului proiectant este de a determina debitele din conducte astfel încât sistemul de ventilație să asigure schimbul de aer necesar fără a depăși nivelul de zgomot aerodinamic admis. Se ia în considerare amplasarea sistemului de ventilație.
Să luăm ca exemplu un spațiu rezidențial. Debitul de aer recomandat în interiorul unor cutii dreptunghiulare sub un tavan suspendat este 5 m/sDacă canalele sunt așezate în toată camera, indicatorul este redus la 2 m/sPentru conductele de aer rotunde, se recomandă alte valori ale vitezei – 3 și 4 m/s respectiv.
Luând ca exemplu o clădire publică, luați în considerare un magazin, o sală de clasă sau o sală de conferințe. Debitul de aer recomandat în interiorul conductelor dreptunghiulare de sub un tavan suspendat este 8 m/sPentru canalele amplasate în întreaga incintă, valoarea se reduce la 7 m/sPentru conductele de aer rotunde, valorile de viteză recomandate sunt: 8 și 6 m/s respectiv.
Depozite și producție
Ventilația depozitului și a instalațiilor de producție este proiectată să fie mecanică. Nu există restricții privind viteza aerului.
Nivelul sonor aerodinamic generat de fluxuri, combinat cu zgomotul industrial, nu trebuie să depășească standardele stabilite. Exemple recomandate sunt disponibile gratuit și pot fi găsite în tabel.
| Numele obiectului | Debit recomandat (m/s) |
| Depozit fără prezență umană permanentă | 16-20 |
| Un depozit cu oameni care lucrează încontinuu | 10-14 |
| Atelier cu stații de lucru | 14-22 |
| Spații secundare | 10-12 |
| Vestiar, sală de pauză pentru personal | 8-10 |
Sisteme și aspirații locale
Când concentrațiile de praf în sistemele locale și sistemele de aspirație depășesc 0,01 kg/kg, inginerii calculează conductele de aer folosind metoda presiunii dinamice. În alte cazuri, se utilizează metoda vitezei admisibile a aerului, bazată pe viteza optimă a aerului.
Sistemele locale și sistemele de aspirație mențin de obicei o mișcare a aerului la viteză mare. Rețelele scurte au un număr limitat de noduri care creează rezistență.
Viteza aerului este menținută peste viteza particulelor materialului transportat, prevenind acumularea de sedimente pe pereții canalului. Intervalul mediu al vitezei aerului este de 15-30 m/s.
Pentru a obține calcule precise, inginerii folosesc cărți de referință și tabele departamentale.
| Scopul sistemului și aspirația | Viteză de curgere (m/s) |
| Pentru solide în vrac | 12-20 |
| Pentru umiditate și aer cald | 12-16 |
| Pentru praf și substanțe gazoase | 14-16 |
| Pentru stația de sudură | 8-14 |
| Pentru echipamente de prelucrare a lemnului | 16-20 |
| Pentru echipamente de șlefuire | 18-22 |
| Pentru băi chimice | 6-8 |
Ventilație de fum
Debitul mediu de aer pentru ventilația fumului este de 15-20 m/s. Această cifră este calculată pentru amestecul aer-fum.
Temperatura gazelor de ardere la fiecare secțiune a rețelei este luată în considerare. Inginerii folosesc cărți de referință și tabele predefinite pentru a calcula debitele mase.
| Secțiune de rețea cu o temperatură a gazelor de ardere de 300OCU | Indicele vitezei masei (kg/(s*m)2)) |
| Corpul supapei | 8-10 |
| Canal vertical | 14-15 |
| Canal orizontal | 10-14 |
| Canal după ventilator | 15-16 |
Cum se leagă viteza de performanța ventilației?
Rețeaua de ventilație trebuie să asigure un schimb adecvat de aer în interiorul clădirii, fără a crea disconfort pentru ocupanți din cauza nivelurilor excesive de zgomot. Au fost elaborate standarde sanitare pentru a asigura performanța ridicată a rețelei de utilități.
Viteza recomandată a aerului în interior este de 0,3 m/s. Depășirea acestui standard cu până la 30% este permisă în timpul renovărilor. Depozitele mari, instalațiile de producție și garajele au de obicei două sisteme de ventilație, distribuind sarcina în mod egal.
Exemplu de niveluri minime și maxime de zgomot pentru spitale: în timpul zilei – 35-50 dB, iar noaptea – 25-40 dB. Pentru spațiile rezidențiale, sunt stabilite și alte praguri: în timpul zilei – 40-55 dB, noaptea – 30-45 dB.
Pe lângă undele de zgomot, vibrațiile provenite de la conductele de ventilație pot cauza, de asemenea, disconfort. Acest lucru poate apărea din cauza conexiunilor slăbite, a conductelor îngustate și a altor factori.
Pe măsură ce viteza de mișcare a aerului crește, vibrațiile sistemului cresc dacă structura este proiectată sau instalată incorect.
Standardele pentru valorile admisibile ale vibrațiilor locale sunt conținute în cărțile de referință pentru specialiștii care proiectează și pun în funcțiune rețele de ventilație finite.
Debitul de aer afectează rata de schimb de aer dintr-o cameră pe unitate de timp. Acest parametru se calculează folosind formula: N=V/WValoarea V este volumul de aer curat care intră în cameră într-o oră. Valoarea W este volumul camerei în sine.
Standardele de multiplicitate predefinite pentru diferite tipuri de facilități sunt ușor disponibile în tabele. Să luăm ca exemplu o baie combinată. 50 m² sunt înlocuiți pe oră.3 aer, iar debitul din conductele de aer asigură atingerea parametrului standard.
Răspunsuri la întrebări frecvente
Parametrul recomandat pentru spațiile rezidențiale este de 0,3 m/s.
Valoare recomandată: rețele eoliene cu deflector și o presiune de 5-6 Pa – 1-1,5 m/s. Rețele gravitaționale cu o diferență de temperatură de 5 °C și o presiune de 3-4 Pa – 0,5-1,5 m/s.
Pentru a face măsurători, utilizați un anemometru.
Plasați senzorul anemometrului lângă orificiul de ventilație la distanța recomandată de producător. Afișajul va afișa rezultatul.
Cunoscând debitul de aer (L) și aria secțiunii transversale (S) a conductei de ventilație, calculați viteza de curgere (V) folosind formula: V = L / 3600 × S. Pentru a măsura fără calcule matematice, utilizați un anemometru.
